JP2011043420A - 電気化学センサ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な素子構造で安価に作製できる電気化学センサ素子の提供。
【解決手段】（１）ゲート電極上に、少なくともゲート絶縁層、半導体層、ソース及びドレイン電極を順に積層した電界効果型トランジスタ構造を有し、該半導体層が溶液と接する構造であり、かつ該半導体層が、インジウム、ガリウム、亜鉛を含む酸化物薄膜からなることを特徴とする電気化学センサ素子。
（２）前記半導体層が非晶質状態である（１）に記載の電気化学センサ素子。
（３）前記半導体層の膜厚が、２０〜１００ｎｍの範囲にある（１）又は（２）に記載の電気化学センサ素子。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶液中の物質の吸着を電気信号に変換する電気化学センサ素子に関する。

従来、吸着溶液中の物質の有無や濃度を検出する方法として、酸化還元分子、酵素標識、金属微粒子などのマーカー分子の変化を検出する方法が用いらてきた。
しかし、近年、シリコン半導体を用いたＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造からなる電気化学センサが注目されている。ＭＯＳ構造で電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成した電気化学センサでは、吸着溶液中の物質の有無や濃度を直接電気信号として検出することができる。また、センサ駆動デバイスと集積化することによって、化学反応を可視化する２次元イメージセンサが実現できる。
例えば、特許文献１には、ＦＥＴ構造のイオンセンシングデバイスが開示されている。シリコン基板に作製したＦＥＴ構造を基本構成として、ゲート絶縁膜上に感応膜として有機単分子膜を設けた素子構造である。
また、特許文献２には、ＦＥＴ構造からなるイオンセンサが開示されている。シリコン基板に作製したＦＥＴ構造を基本構成として、ゲート絶縁膜上に感応膜として窒化ホウ素（ＢＮ）や炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）を設けた素子構造である。
また、特許文献３には、ＦＥＴ構造からなるＤＮＡセンサが開示されている。シリコン基板に作製したＦＥＴ構造を基本構成として、ゲート絶縁膜上に生体分子の感応膜としてＴａ_２Ｏ_５、ＣａＯなどの非ケイ素酸化物を積層した素子構造である。
また、特許文献４には、ＦＥＴ構造からなるセンサが開示されている。チャネルがカーボンナノチューブ構造体からなるセンサである。

上記のように、従来の電気化学センサは、シリコン半導体製造プロセスで作製したＦＥＴ構造のゲート絶縁膜上に、溶液中の物質を検出する感応膜を積層した構造が多い。これらの電気化学センサは、通常、次のような方法で作製される。
まず、シリコン基板に膜厚数十ｎｍの酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）を形成する。酸化シリコン膜は、熱酸化法により８００〜１０００℃の温度で形成する。このＳｉＯ_２膜がゲート絶縁膜になる。
次に、フォトリソグラフィー、ドライエッチング及びイオン注入法によって、シリコン基板の所定位置を低抵抗化させ、ソース・ドレイン領域を形成する。
次に、ソース・ドレイン領域を接続する金属配線を形成する。金属材料には、その後の高温熱処理プロセスに耐性のあるタングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）などの高融点金属材料を用いる。金属薄膜をスパッタリング法で成膜し、フォトリソグラフィー及びドライエッチング法によって金属膜を配線形状に加工する。
次に、保護膜としてＳｉＯ_２薄膜を形成する。ＳｉＯ_２膜の形成は、プラズマＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で行う。次に、フォトリソグラフィー及びドライエッチング法によってゲート領域の保護膜を除去する。
次に、感応膜をゲート絶縁膜（ＳｉＯ_２）上に形成する。感応膜としては、前記特許文献に開示されている材料や、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）が用いられている。例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４の形成は減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ：Ｌｏｗ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で行う。フォトリソグラフィー及びドライエッチング法によってイオン感応膜を加工しゲート領域のみにＳｉ_３Ｎ_４を残す。
このように、従来の電気化学センサは、多くの工程を要するシリコン半導体製造プロセスで作製したＦＥＴ構造を利用するため高価なデバイスとなっている。

本発明は簡単な構造で安価に作製できる電気化学センサ素子の提供を目的とする。

上記課題は、次の１）〜３）の発明によって解決される。
１） ゲート電極上に、少なくともゲート絶縁層、半導体層、ソース及びドレイン電極を順に積層した電界効果型トランジスタ構造を有し、該半導体層が溶液と接する構造であり、かつ該半導体層が、インジウム、ガリウム、亜鉛を含む酸化物薄膜からなることを特徴とする電気化学センサ素子。
２） 前記半導体層が非晶質状態であることを特徴とする１）に記載の電気化学センサ素子。
３） 前記半導体層の膜厚が、２０〜１００ｎｍの範囲にあることを特徴とする１）又は２）に記載の電気化学センサ素子。

本発明によれば、従来に比べて簡単な構造で安価に作製可能な電気化学センサ素子を提供できる。

本発明の電気化学センサ素子の一例の断面図。 本発明の電気化学センサ素子を用いたセンサ構成の等価回路図。 抵抗率測定用素子の断面図。 図３の素子を溶液に浸漬した際の抵抗率の変化を示す図。 本発明の電気化学センサ素子の断面図。 ＦＥＴ型電気化学センサ素子のＶｇ−Ｉｄｓ特性を示す図。 分子吸着によるゲート電圧のしきい値電圧（Ｖｔｈ）の変化を示す図。 ＩｎＧａＺｎＯ薄膜の結晶状態に関するＸ線回折測定結果を示す図。 ＩｎＧａＺｎＯ薄膜の膜厚とＶｔｈ変化量（△Ｖｔｈ）の関係を示す図。 ＩｎＧａＺｎＯ薄膜の結晶状態に関するＸ線回折測定結果を示す図。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、溶液又は溶液中の物質の吸着を電気信号に変換する電気化学センサ素子に係るものであって、ゲート電極上に、少なくともゲート絶縁層、半導体層、ソース及びドレイン電極を順に積層した電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造を有し、該半導体層は、溶液と接する構造である。この半導体層が従来技術における感応膜の役割を担う。
このように、本発明では、ＦＥＴ構造を単純な薄膜の積層構成としたため、素子構造が簡単になり、シリコン半導体製造プロセスを利用することなく低温プロセスを採用できることから、従来に比べて安価に電気化学センサ素子を作製できる。
上記素子では、溶液又は溶液中の物質の吸着によって半導体層の電気抵抗が変化する。半導体層の電気抵抗の変化はＯＨ基の吸着により起こると考えられる。検出対象となる溶液としては、エタノール[Ｃ_２Ｈ_６Ｏ]、メタノール[ＣＨ_４Ｏ]、アセトン[Ｃ_３Ｈ_６Ｏ]、ヘキサン[ＣＨ_３（ＣＨ_２）_４ＣＨ_３]などの有機溶剤が挙げられ、溶液の有無が検出される。また、水を溶媒として前記有機溶剤を含む溶液を検出対象とすることもできる。

前記半導体層は非晶質状態であることが好ましい。ここで、非晶質状態とは、銅のＫα線を用いたＸ線回折測定において、回折角を２θとしたとき、全ての散乱、回折ピークの半値幅（ＦＷＨＭ）が５°以上である状態、又は、散乱、回折ピークが観測されない状態をいう。Ｘ線回折測定で観測されるこのような状態は、薄膜材料の粒径が非常に小さい場合に得られる。粒径が小さい半導体層とすることによって、吸着物質との実効的な接触面積を増加させ、検出感度を上げることができる。薄膜材料の粒径としては数十ｎｍ以下が好ましい。
非晶質状態の半導体層の成膜方法としては、スパッタリング法が好ましい。更に好ましくは、室温成膜（基板加熱を行わない状態）によるスパッタリング法を用いる。
スパッタリング法は、本来、粒径が小さい薄膜を形成しやすい成膜方法である。室温で成膜することによって、成膜過程におけるスパッタ粒子の成長が抑制でき、粒径が非常に小さい状態の薄膜が形成できる。

前記半導体層の膜厚は２０〜１００ｎｍの範囲が好ましい。この範囲であると検出感度を上げることができる。
本発明の電気化学センサ素子では半導体層の抵抗変化を吸着物質の検出に利用する。溶液中の物質の吸着は半導体層の表面近傍のみで起こり、したがって該半導体層の抵抗変化は表面近傍のみで起こる。そのため、半導体層の膜厚が厚過ぎると、半導体層全体の抵抗値に対する変化量の比率が小さくなり、検出限界以下になってしまう。また、膜厚が薄過ぎると、半導体層は層状にはならず島状に分散した状態になり、半導体層の面方向に通電できない状態になる。よって、半導体層の膜厚を前記範囲に設定することが好ましい。

図１に、本発明の電気化学センサ素子の一例の断面図を示す。
この素子は、ゲート電極を下層に配置したボトムゲート型のＦＥＴ構造であり、１０１は支持基板、１０２はゲート電極、１０３はゲート絶縁層、１０４は半導体層、１０５、１０６はソース及びドレイン電極、１０７は保護層、１０８はソースとドレイン電極間のチャネル部を示す。チャネル部分が溶液に接する構造になっている。なお、１０５と１０６の電極形状は同じであり、電源の繋ぎ方により、一方がソースとなり他方がドレイン電極となる。
支持基板１０１には、ガラス基板、石英基板、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステルなどからなるプラスチック基板、シリコン基板等を用いることができる。シリコン基板を用いる場合には、低抵抗（抵抗率が数Ω・ｃｍ以下）であるためゲート電極１０２を兼ねてもよい。
基板の厚みは機械的強度を確保するため０．１ｍｍ以上であることが好ましい。

ゲート電極１０２には、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料を用いることができる。その成膜方法としては真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。ゲート電極１０２の膜厚は、５０〜２００ｎｍ程度である。
ゲート絶縁層１０３には、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などを用いることができる。その成膜方法としては、支持基板１０１がシリコン基板である場合には、熱酸化法や熱窒化法を用いることができる。支持基板１０１がシリコン以外で、ゲート絶縁膜１０３を金属のゲート電極１０２上に成膜する場合には、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を用いることができる。
ゲート絶縁層１０３の膜厚は、１０〜３００ｎｍ程度である。

半導体層１０４には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）などの金属酸化物の複合酸化物を用いることができる。以下の説明では複合酸化物をＩｎＧａＺｎＯと記載する。その成膜方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法などを用いることができる。
半導体層１０４の膜厚は、２０〜１００ｎｍ程度である。
ソース及びドレイン電極１０５、１０６には、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料を用いることができる。
その成膜方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。
ソース及びドレイン電極１０５、１０６の膜厚は、５０〜２００ｎｍ程度である。

保護層１０７には、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などを用いることができる。成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法などを用いることができる。膜厚は、１００ｎｍ〜数μｍである。
チャネル部分１０８において、半導体層１０４が溶液と接する構造になっており、溶液中の物質の有無や濃度をＦＥＴ特性の変化により電気信号として検出する。
半導体層１０４は、成膜条件を調整することによって、化学量論組成から酸素が若干欠損した状態を形成することができる。金属酸化物はイオン結合性が強い材料であることから、酸素欠損することによって材料特性、特に電気抵抗が変化する。酸素欠損した状態にある半導体層表面への分子吸着による電気抵抗変化を、ＦＥＴ特性におけるゲート電圧のしきい値（Ｖｔｈ）変化として検出する。

図２に、本発明の電気化学センサ素子を用いたセンサの構成を等価回路で示す。
図２の２０１はＦＥＴ構造の電気化学センサ素子、２０２はキャパシタ、２０３はリセット用のＦＥＴ素子、２０４は電源線、２０５は出力信号線を示す。電気化学センサ素子２０１は、吸着溶液中の物質の吸着を電気信号に変換するセンシング機能と、電流制御のためのスィッチング機能を兼ね備えている。

以下、実施例及び参考例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

参考例１（溶液中の物質の吸着による半導体層の抵抗率の変化について）
図３に抵抗率測定用素子の断面図を示す。半導体層とするＩｎＧａＺｎＯ薄膜自体の特性を示すため、請求項１の素子構成とは異なる抵抗率測定用の素子構成になっている。
３０１は支持基板のガラス基板であり、基板厚は０．６ｍｍである。
３０２はＩｎＧａＺｎＯ薄膜であり、スパッタリング法で成膜した。スパッタリングターゲットには、Ｉｎ_２Ｏ_３とＧａ_２Ｏ_３とＺｎＯの混合ターゲット（Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いた。成膜雰囲気はアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ_２）の混合ガス雰囲気であり、Ｏ_２の混合比率［Ｏ_２／（Ａｒ＋Ｏ_２）］は１．７％である。成膜温度は室温（基板加熱をしない状態）である。ＩｎＧａＺｎＯ薄膜の膜厚は７０ｎｍである。
３０３と３０４は２端子電極のアルミニウム（Ａｌ）である。Ａｌ電極は蒸着法でＩｎＧａＺｎＯ薄膜上に成膜した。Ａｌ電極の膜厚は１００ｎｍである。
３０５は端子電極間を示し、溶液中の物質が吸着する部分である。電極間距離５０５は０．１ｍｍである。

図４に、図３の素子を溶液に浸漬した際の抵抗率の変化を示す。抵抗率は、アルミニウム電極３０３と３０４間に１０Ｖを印加した状態で電流値を測定し、電極形状とＩｎＧａＺｎＯ薄膜の膜厚から計算した値である。
図４の４０１は溶液に浸漬する前（処理前）の抵抗率、４０２は溶液としてエタノール（Ｃ_２Ｈ_６Ｏ）に浸漬した後に乾燥窒素（Ｎ_２）で液滴を除去した後の抵抗率、４０３はエタノールに浸漬後に６０℃の加熱状態で１０分間乾燥した後の抵抗率、４０４はエタノールに浸漬後に６０℃の加熱状態で９０分間乾燥した後の抵抗率をそれぞれ示す。
図から分かるように、エタノール浸漬による分子吸着によって抵抗率が約１桁増加し、その後の乾燥によって吸着分子を除去することにより抵抗率は処理前の値に戻った。
以上のように、金属酸化物であるＩｎＧａＺｎＯ薄膜は、分子吸着により抵抗値が変化するので、この抵抗変化を利用し、分子吸着の状態を電気信号として検出することができる。

実施例１
図５にＦＥＴ構造を有する電気化学センサ素子の断面図を示す。
５０１は支持基板とゲート電極を兼ねたシリコン基板である。シリコン基板としては、ｐ型のＳｉ（１００）基板を用いた。Ｓｉ基板の抵抗率は０．０２Ω・ｃｍである。
５０３はゲート絶縁層であるＳｉＯ_２を示す。ＳｉＯ_２は、シリコン基板を９５０℃の窒素（Ｎ_２）雰囲気中で熱処理して作製した熱酸化膜である。ＳｉＯ_２の膜厚は２００ｎｍである。
５０４は半導体層であるＩｎＧａＺｎＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１）薄膜であり、膜厚は７０ｎｍである。
ＩｎＧａＺｎＯ薄膜はスパッタリング法で成膜した。スパッタリングターゲットには、Ｉｎ_２Ｏ_３とＧａ_２Ｏ_３とＺｎＯの混合ターゲット（Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１）を用いた。成膜雰囲気はアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ_２）の混合ガス雰囲気であり、Ｏ_２の混合比率［Ｏ_２／（Ａｒ＋Ｏ_２）］は１．７％である。成膜温度は室温（基板加熱をしない状態）である。
５０５と５０６はソース又はドレイン電極である。その材料はアルミニウム（Ａｌ）であり、膜厚は１００ｎｍである。Ａｌ薄膜は抵抗加熱蒸着法で成膜した。成膜温度は室温（基板加熱をしない状態）である。
５０７はチャネル部（ソース−ドレイン電極間）であり、その幅は０．１ｍｍである。

図６には、図５に示すＦＥＴ型電気化学センサ素子のＶｇ−Ｉｄｓ特性を示す。
ソース−ドレイン電極（５０５と５０６）間に２０Ｖを印加した状態で、ゲート電極５０１に、−１０〜２０Ｖの範囲の電圧を印加した。ゲート電極に正バイアスを印加した状態でソース−ドレイン電極間に電流が流れるＮ型のトランジスタ特性を示す。
Ｖｇ−Ｉｄｓ特性から求めたキャリア移動度は９．７（ｃｍ^２／Ｖ・ｓ）であり、ｏｎ／ｏｆｆ比は１．０６Ｅ＋０９であった。

図７には、Ｖｇ−Ｉｄｓ特性により、分子吸着によるゲート電圧のしきい値電圧（Ｖｔｈ）の変化（Ｖｔｈシフト）を示す。溶液としてエタノールを用いて、図５に示した電気化学センサ素子の動作を確認した。センサをエタノールに浸漬し、乾燥窒素で液滴を除去し、ＦＥＴ特性を評価した。
図７の７０１はエタノール浸浸前（処理前）の特性を示し、Ｖｇ−Ｉｄｓ曲線から求めたＶｔｈは４．７Ｖであった。７０２はエタノール浸漬後の特性を示し、Ｖｔｈは５．９Ｖであった。図示したように、エタノール浸漬による分子吸着によって、Ｖｔｈは１．２Ｖ、正電圧側にシフトする。
以上のように、本実施例の電気化学センサ素子は、分子吸着による半導体層の抵抗変化に伴うＶｔｈのシフトから、分子吸着の状態を電気信号として検出することができる。

参考例２（半導体層の状態について）
図８に、実施例１に記載したＩｎＧａＺｎＯ薄膜をガラス基板上に成膜したときの結晶状態に関するＸ線回折測定結果を示す。薄膜の結晶状態を評価するために請求項１とは異なるＸ線回折測定用のサンプル構成になっている。
ＩｎＧａＺｎＯ薄膜の成膜方法は参考例１や実施例１の場合と同じである。膜厚はＸ線回折強度を上げるため２００ｎｍと厚くした。Ｘ回折測定装置には、Ｐｈｉｌｉｐｓ社製のＸ′ｐｅｒｔ ＭＲＤを使用した。光源にはＣｕのＫα線を用い、Ｘ線の管電圧４５ｋＶ、管電流４０ｍＡに設定した。
図の２θ＝２１°及び３２°付近にブロードな回折ピークが観測される。回折ピークの半値幅は何れも５°以上である。そのほかの散乱、回折ピークは観測されない。
したがって、電気化学センサ素子に用いたＩｎＧａＺｎＯ薄膜は、非結晶状態であり、粒径が非常に小さい状態になっていることが分かる。

図１０には、結晶化した状態のＩｎＧａＺｎＯ薄膜のＸ線回折測定結果を示す。サンプルの構成は図８の測定に用いたサンプルと同じである。成膜後にサンプルを熱処理して結晶化させた。熱処理の条件は、温度７００℃、時間３０分間、である。成膜後の熱処理によってＩｎＧａＺｎＯ薄膜が結晶化する。２θ＝３２°付近の回折ピーク（１００１）の半値幅は約２°であった。
以上のように、半導体層とするＩｎＧａＺｎ薄膜は成膜後の熱処理により結晶化させて用いることもできる。しかしながら、結晶化させるためには、高温で長時間熱処理する必要があり、作製プロセスが煩雑になってくる。したがって、請求項２及び図８に示したように、非結晶状態であるＩｎＧａＺｎＯ薄膜を半導体層として用いる方が、作製プロセスがより簡単になるので好ましい。

実施例２
図９に、図５のＦＥＴ構造からなる電気化学センサ素子の半導体層であるＩｎＧａＺｎＯ薄膜５０４の膜厚とＶｔｈ変化量（△Ｖｔｈ）の関係を示す。エタノール漬浸前後の素子について、Ｖｇ−Ｉｄｓ特性からゲート電圧のしきい値電圧（Ｖｔｈ）を求めた。
図９には、エタノール浸漬によるゲート電圧のしきい値電圧の変化量（△Ｖｔｈ）を示す。図のように、△ＶｔｈはＩｎＧａＺｎＯ膜厚によって変化する。
膜厚５ｎｍではエタノールに浸漬してもＶｔｈは変化しない。膜厚が薄いため、ＩｎＧａＺｎＯが薄膜にならず島状に分散した状態になり、薄膜の面方向に通電しないことが原因と推定される。また、膜厚１５０ｎｍでもＶｔｈは殆ど変化しない。これは、エタノール分子の吸着は薄膜の表面近傍で起こるため、膜厚が厚くなるとＦＥＴ特性にたいする分子吸着の影響が低減するためと推定される。
以上のように、実施例１に示した電気化学センサ素子には、半導体層としたＩｎＧａＺｎＯ薄膜の膜厚に好ましい範囲が存在し、本実施例の場合は２０〜１００ｎｍである。

１０１：支持基板
１０２：ゲート電極
１０３：ゲート絶縁層
１０４：半導体層
１０５：ソース又はドレイン電極
１０６：ソース又はドレイン電極
１０７：保護層
１０８：チャネル部
２０１：ＦＥＴ構造の電気化学センサ素子
２０２：キャパシタ
２０３：リセット用ＦＥＴ素子
２０４：電源線
２０５：出力信号線
３０１：ガラス基板
３０２：ＩｎＧａＺｎＯ薄膜
３０３：アルミニウム（Ａｌ）電極
３０４：アルミニウム（Ａｌ）電極
３０５：端子電極間（吸着物質検出部）
４０１：溶液浸漬前（処理前）の抵抗率
４０２：エタノール浸漬後の抵抗率
４０３：６０℃加熱乾燥後の抵抗率
４０４：６０℃加熱乾燥後の抵抗率
５０１：シリコン基板
５０３：ＳｉＯ_２
５０４：ＩｎＧａＺｎＯ薄膜
５０５：アルミニウム（Ａｌ）電極
５０６：アルミニウム（Ａｌ）電極
５０７：チャネル部（吸着物質検出部）
７０１：エタノール浸浸前（処理前）のＶｇ−Ｉｄｓ特性
７０２：エタノール浸漬後のＶｇ−Ｉｄｓ特性
７０３：Ｖｔｈのシフト
１００１：ＩｎＧａＺｎＯ薄膜のＸ線回折ピーク

特許第４１５０７９４号公報 特許第２６３６１４７号公報 国際公開０５／０９０９６１号パンフレット 特開２００５−０７９３４２号公報

Claims (3)

1. ゲート電極上に、少なくともゲート絶縁層、半導体層、ソース及びドレイン電極を順に積層した電界効果型トランジスタ構造を有し、該半導体層が溶液と接する構造であり、かつ該半導体層が、インジウム、ガリウム、亜鉛を含む酸化物薄膜からなることを特徴とする電気化学センサ素子。
2. 前記半導体層が非晶質状態であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学センサ素子。
3. 前記半導体層の膜厚が、２０〜１００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学センサ素子。

Images